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20 

年 

月 

日至20 

日

《塑料成型模具设计》课程设计任务书

机电工程学院材料成型及控制工程专业 

班 

学生 

一、课程设计题目：

制订图示塑料制件的工艺规程并设计其成型模具

二、原始设计资料：

按附图及要求（或实物+技术要求）

给定生产批量：

大、或中、或小批量

三、设计工作起止日期：

2014年9月1日——2014年9月26日

四、设计内容要求：

1.明确设计任务，确定成型工艺，选择成型设备；

2.确定成型模具的结构方案；

3.计算成型模具零件的工作尺寸，关键部位进行强度计算及校核；

4.绘制成型模具的结构总装图（0＃或1＃图）；

5.绘制三～四张主要零件图（非标准件）；

6.图纸应符合制图标准及规范；

7.按进度要求分阶段呈交指导教师检查设计工作；

8.设计图纸及计算说明书必须经指导教师审查后方能参加答辩。

五、进度要求：

1.明确设计任务，查阅资料。

1天

2.分析塑件结构，方案设计。

3.模具结构设计。

3天

4.零件设计。

2天

5.编写设计计算说明书。

6.答辩。

六、应交的设计资料（装入档案袋）：

1.设计计算说明书一份（要求打印）；

2.模具结构总装图一张；

3.零件图三～四张。

七、主要参考资料

1.塑料模设计手册.《手册》编写组编.机械工业出版社 

2.实用塑料注射模设计与制造.陈万林等编.机械工业出版社 

3.塑料注射成型模具结构图册.上海市第二轻工协会 

4.典型注射模具结构图册.中南工业大学出版社 

5.机械制造工艺师手册.机械工业出版社 

6.李秦蕊主编.塑料模具设计.西北工业大学出版社

教研室负责人 

指导教师 

接受设计任务开始执行日期 

学生签名 

一、塑件成型

材料：

ABS

尺寸和形状：

贮油杯盖

1）脱模斜度：

0.5°

～1°

；

2）未注圆角：

R0.5mm～R1mm。

贮油杯盖三维图

工艺性分析

本设计实例为一贮油杯盖。

脱模斜度30'

~1°

。

塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷的;

塑件材料ABS，生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。

1.塑件的分析

（1）外形尺寸

该塑件壁厚为0.5mm，底部盖面壁厚2.5mm,塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型，如图所示。

（2）精度等级

低精度MT7

（3）脱模斜度

ABS塑料作为一种无定型材料,收缩率要低于半结晶材料。

一般来讲，保压压力越高、持续时间越长，则收缩率也就越小。

参考表3-1选择该塑件上型芯脱模斜度为30’和凹模的脱模斜度均为1°

2.ABS的性能分析

（1）使用性能

ABS性能

塑料ABS无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。

密度为1.05~1.18g/㎝3,收缩率为0.4%~0.9%,弹性模量值为0.2Gpa,泊松比值为0.394，吸湿性<

1%，熔融温度217~237℃，热分解温度>

250℃。

力学性能

塑料ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；

塑料ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。

ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。

ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。

ABS的力学性能受温度的影响较大。

热学性能

塑料ABS的热变形温度为93~118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。

ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40~100℃的温度范围内使用。

电学性能

塑料ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。

环境性能

塑料ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。

ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；

于户外半年后，冲击强度下降一半。

（2）成型性能

1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.

2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解（分解温度为>

270度）.对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.

2.如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。

3.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

（3）ABS的主要性能指标

密度（g/cm3）1.05 

弹性模量GPa0.2

比容（cm3/g）0.86~0.98 

弯曲强度MPa180

吸水率%（24h）0.3 

抗拉屈服强度Pa830~1030

收缩率（%）0.3~0.8 

熔点°

C217~237

3.ABS的注射成型过程及工艺参数

（1）注射成型过程

①成型前的准备。

ABS的吸水性比较高，加工前需进行干燥处理，干燥温度为70~85℃，干燥时间为2~6h。

②注射过程。

ABS注塑成型温度160~220℃之间，注射压力在70~130Mpa之间，模具温度为55~75℃。

塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型。

其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。

③塑件的后处理。

ABS制品在加工中容易产生内应力，如应力太大，致使产品开裂，应进行退火处理，把制件放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h，再冷却至室温即可。

（2）注射工艺参数

注射机：

螺杆式 

喷嘴形式:

直通式

喷嘴温度（°

C）:

180 

~190 

料筒温度（°

C）：

前段180~190

中段（°

C）210-230 

注射压力（MPa）：

70~90

后段（°

C）180~200 

保压力（MPa）：

50~70

模具温度（°

50~70 

成形时间（s）：

注射0~5

保压时间（s）15~30 

成形周期（s）40~70

冷却时间（s）15~30

二、拟定模具的结构形式

1.分型面位置的确定

通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。

2.型腔数量和排列方式的确定

（1）型腔数量的确定

该塑件的精度要求一般在2~3级之间，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式。

同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模四腔结构形式。

（2）型腔排列形式的确定

多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。

由于该设计选择的是一模四腔，故采用直线对称排列，如下图。

（3）模具结构形式的确定

从上面的分析可知，本模具设计为一模四腔，呈直线对称排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。

浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用矩形浇口，且开设在分型面上。

因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。

由以上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。

3.注射机型号的确定

（1）注射量的计算

通过三维软件建模设计分析计算得

塑件体积:

V塑=6.12573cm

塑件质量:

M塑=ρV塑=1.05×

6.12573=6.4320165g

式中，ρ取1.05g/cm3。

（2）浇注系统凝料体积的初步估算

浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算。

由于本次采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.8倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和四个塑件体积之和）为：

V总=V塑（1+0.8）×

4=44.105256cm3

（3）选择注射机

V总=44.105256cm3，依公式（V公=V总/0.8），则有:

V总/0.8=44.105256/0.8cm3=55.13157cm3

初步选定公称注射量为30cm3，注射机型号为XS-Z-30

卧式注射机，其主要技术参数见下表

理论注射量/

㎝

100

移模行程/mm

260

螺杆柱塞直径/mm

28

最大模具厚度/mm

180

V注射压力/MPa

119

最小模具厚度/mm

60

注射速率/g·

s

锁模形式

螺杆转速/r·

min

模具定位孔直径/mm

塑化能力/g·

喷嘴球半径/mm

12

锁模力/kN

250

喷嘴口孔径/mm

4

拉杆内间距/mm

235

（4）注射机的相关参数的校核